快速释放大米蛋白中苯丙氨酸的方法技术

本发明专利技术提供一种快速释放大米蛋白中苯丙氨酸的方法，将大米蛋白用水配制成一定浓度的大米蛋白溶液，经超声波细胞粉碎处理，然后利用中性蛋白酶和链霉蛋白酶分步酶解大米蛋白，以快速释放大米蛋白中的苯丙氨酸。本发明专利技术通过对酶解条件进行多因素优化，最终建立了一套能够快速释放大米蛋白中苯丙氨酸的方法。该方法操作简单、条件温和、易于工业化快速释放大米蛋白中苯丙氨酸，为不同方法脱除苯丙氨酸，并进一步分离苯丙氨酸提供良好的技术支持。应用该方法对大米蛋白进行处理，大米蛋白中游离苯丙氨酸占总苯丙氨酸含量的80％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于酶工程
，具体地说，涉及一种快速释放大米蛋白中苯丙氨酸的方法。
技术介绍
苯丙氨酸是一种人体必需氨基酸，在体内大部分经苯丙氨酸羟化酶催化作用氧化成酪氨酸，并与酪氨酸一起合成重要的神经递质和激素，参与机体糖代谢和脂肪代谢。同时，苯丙氨酸是生产新型保健型甜味剂阿斯巴甜的主要原料。苯丙氨酸不能被苯丙酮尿症患者正常代谢，而导致中枢神经系统的永久性损伤。只要在新生儿期获得诊断和给予及时的低苯丙氨酸饮食，可避免患儿的智力损害。食疗法是治疗苯丙酮尿症一种公认的，长期坚持具有显著效果的方法，即控制患儿食物中苯丙氨酸摄入量以达到机体代谢平衡的一种方法。目前脱除蛋白中苯丙氨酸的方法主要有酶解吸附法。目前研究中酶解过程中存在着酶解时间过长、酶解过程造成后续工艺复杂等问题不适于大规模生产。Cabrera-Padilla等利用新型酶膜反应器脱除蛋白中苯丙氨酸，在酶解过程中小分子物质经超滤处理，使反应物和产物在体系中有效分离，可提高反应效率，降低酶竞争抑制性，但在此情况下，利用糜蛋白酶和羧肽酶-A酶解乳清蛋白，酶解时间仍长达18h；周志伟等采用一种经纯化的粗制微生物蛋白酶作用于酪蛋白，酶解时间控制在12h；Lopes等在蛋白提取过程中将pH控制在9-12，在后续过程中需脱盐处理，不利于实际工业生产。可见，建立一种快速释放苯丙氨酸的方法，选用合适的前处理方式，选择效率高的酶种类，严格控制酶解过程中的反应条件，对蛋白中苯丙氨酸的快速游离至关重要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种快速释放大米蛋白中苯丙氨酸的方法。为了实现本专利技术目的，本专利技术提供的快速释放大米蛋白中苯丙氨酸的方法，将大米蛋白用水配制成一定浓度的大米蛋白溶液，经超声波细胞粉碎处理，然后利用中性蛋白酶和链霉蛋白酶分步酶解大米蛋白，以快速释放大米蛋白中的苯丙氨酸。所述方法具体包括以下步骤：S1、将大米蛋白用水配制成一定浓度的大米蛋白溶液，经超声波细胞粉碎处理后，加入中性蛋白酶进行酶解，得到酶解液I；S2、向酶解液I中加入链霉蛋白酶，继续进行酶解，得到酶解液II；S3、使酶解液II中的蛋白酶失活，离心所得上清液中含有释放出的游离苯丙氨酸。前述方法中，所述大米蛋白溶液的质量百分浓度为1-2％，优选1％。前述方法中，进行超声波细胞粉碎处理的条件如下：功率200-400W，超声4-6s，间隔3-5s，共计4-6min。前述的方法，S1具体操作如下：将大米蛋白用水配制成一定浓度的大米蛋白溶液，经超声波细胞粉碎处理后，按每克大米蛋白3200-6400U的加入量加入中性蛋白酶，于40-60℃反应1-5h，得到酶解液I。优选中性蛋白酶的加入量为4000-5600U/g大米蛋白，更优选4800-5600U/g大米蛋白，最优选5600U/g大米蛋白；优选反应温度为45-55℃，更优选45-50℃，最优选50℃；优选反应时间为2-4h，更优选2-3h，最优选2h。前述的方法，S2具体操作如下：向酶解液I中按每克大米蛋白50-146U的加入量加入链霉蛋白酶，于30-50℃反应1-5h，得到酶解液II。优选链霉蛋白酶的加入量为74-122U/g大米蛋白，更优选98U/g大米蛋白；优选反应温度为35-45℃，更优选35-40℃，最优选37℃；优选反应时间为2-4h，更优选2h。前述的方法，S3具体操作如下：将酶解液II于90-95℃恒温水浴中放置10-20min，使蛋白酶失活，然后4000-4500r/min离心20-30min取上清液。优选地，本专利技术快速释放大米蛋白中苯丙氨酸的方法包括以下步骤：S1、将大米蛋白用水配制成质量百分浓度为1％的大米蛋白溶液，经超声波细胞粉碎处理后，按每克大米蛋白5600U的加入量加入中性蛋白酶，于50℃反应2h，得到酶解液I；进行超声波细胞粉碎处理的条件为：功率300W，超声5s，间隔4s，共计6min；S2、向酶解液I中按每克大米蛋白98U的加入量加入链霉蛋白酶，于37℃反应2h，得到酶解液II；S3、将酶解液II于90℃恒温水浴中放置10min，使蛋白酶失活，然后4200r/min离心20min取上清液。前述的方法，进一步包括对所得上清液进行干燥的步骤。优选采用冷冻干燥。本专利技术所述大米蛋白中蛋白质含量≥75％，脂肪含量≤1％，苯丙氨酸含量≥4.72％。本专利技术所用中性蛋白酶来源于枯草芽抱杆菌，由枯草芽抱杆菌经发酵产生，例如经液体深层发酵，浓缩提取精制而制得；属于单一酶类，无特异性酶切位点。所述中性蛋白酶可按现有技术方法制备，也可购买商品化产品，例如购自北京索莱宝科技有限公司，商品目录号：Z8030，酶活为6×104U/g。本专利技术所用链霉蛋白酶来源于灰色链霉菌。所链霉蛋白酶可按现有技术方法制备，也可购买商品化产品，例如购自北京索莱宝科技有限公司，商品目录号：P8360，酶活为7.00×103U/g。本专利技术对中性蛋白酶酶活的定义为：酪蛋白底物在特定条件下经酶水解，每分钟产生lμg酪氨酸为一个活力单位，以U表示。本专利技术对链霉蛋白酶酶活定义为：酪蛋白底物在特定条件下经酶水解，每分钟产生lμg酪氨酸为一个活力单位，以U表示。本专利技术通过对酶解条件进行多因素优化，最终建立了一套能够快速释放大米蛋白中苯丙氨酸的方法。该方法操作简单、条件温和、易于工业化快速释放大米蛋白中苯丙氨酸，为不同方法脱除苯丙氨酸，并进一步分离苯丙氨酸提供良好的技术支持。应用该方法对大米蛋白进行处理，大米蛋白中游离苯丙氨酸占总苯丙氨酸含量的80％以上。附图说明图1为本专利技术实验例1中性蛋白酶不同酶解时间对苯丙氨酸游离效果的影响；图2为本专利技术实验例2中性蛋白酶加入量对苯丙氨酸游离效果的影响；图3为本专利技术实验例3中性蛋白酶酶解温度对苯丙氨酸游离效果的影响；图4为本专利技术实验例4链霉蛋白酶酶解时间对苯丙氨酸游离效果的影响；图5为本专利技术实验例5链霉蛋白酶加入量对苯丙氨酸游离效果的影响；图6为本专利技术实验例6链霉蛋白酶酶解温度对苯丙氨酸游离效果的影响。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。以下实施例中所用的中性蛋白酶购自北京索莱宝科技有限公司，商品目录号：Z8030，酶活为6×104U/g；所用的链霉蛋白酶购自北京索莱宝科技有限公司，商品目录号：P8360，酶活为7.00×103U/g。所用的大米蛋白，其蛋白质含量≥75％，脂肪含量≤1％，苯丙氨酸含量4.72％。以下实施例中采用荧光法测定游离苯丙氨酸含量。实施例1快速释放大米蛋白中苯丙氨酸的方法所述方法包括以下步骤：(1)将大米蛋白用水配制成质量百分浓度为1％的大米蛋白溶液，经超声波细胞粉碎处理(功率300W，超声5s，间隔4s，共计6min)后，按每克大米蛋白5600U的加入量加入中性蛋白酶，于50℃反应2h，得到酶解液I；(2)向酶解液I中按每克大米蛋白98U的加入量加入链霉蛋白酶，于37℃反应2h，得到酶解液II；(3)将酶解液II于90℃恒温水浴中放置10min，使蛋白酶失活，然后4200r/min离心20min，收集得到的上清液中含有大量释放出的游离苯丙氨酸。采用荧光法测定上清液中游离苯丙氨酸含量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速释放大米蛋白中苯丙氨酸的方法，其特征在于，将大米蛋白用水配制成一定浓度的大米蛋白溶液，经超声波细胞粉碎处理，然后利用中性蛋白酶和链霉蛋白酶分步酶解大米蛋白，以快速释放大米蛋白中的苯丙氨酸。

【技术特征摘要】
1.一种快速释放大米蛋白中苯丙氨酸的方法，其特征在于，将大米蛋白用水配制成一定浓度的大米蛋白溶液，经超声波细胞粉碎处理，然后利用中性蛋白酶和链霉蛋白酶分步酶解大米蛋白，以快速释放大米蛋白中的苯丙氨酸。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将大米蛋白用水配制成一定浓度的大米蛋白溶液，经超声波细胞粉碎处理后，加入中性蛋白酶进行酶解，得到酶解液I；S2、向酶解液I中加入链霉蛋白酶，继续进行酶解，得到酶解液II；S3、使酶解液II中的蛋白酶失活，离心所得上清液中含有释放出的游离苯丙氨酸。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述大米蛋白溶液的质量百分浓度为1-2％，优选1％。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，进行超声波细胞粉碎处理的条件如下：功率200-400W，超声4-6s，间隔3-5s，共计4-6min。5.根据权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于，S1具体操作如下：将大米蛋白用水配制成一定浓度的大米蛋白溶液，经超声波细胞粉碎处理后，按每克大米蛋白3200-6400U的加入量加入中性蛋白酶，于40-60℃反应1-5h，得到酶解液I；优选中性蛋白酶的加入量为4000-5600U/g大米蛋白，更优选4800-5600U/g大米蛋白，最优选5600U/g大米蛋白；优选反应温度为45-55℃，更优选45-50℃，最优选50℃；优选反应时间为2-4h，更优选2-3h，最优选2h。6.根据权利要求2-5任一项所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强，刘红芝，盛晓静，石爱民，刘丽，胡晖，杨颖，
申请(专利权)人：中国农业科学院农产品加工研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11